Kimia Am: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 14 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharu Kembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Stoikiometri

Mol: n = m/M
Kepekatan: c = n/V
Nisbah mol: gunakan pekali persamaan seimbang
Bahan tindak balas pengehad: yang habis dahulu
Hasil peratusan: sebenar / teori × 100%

Kaedah

Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
Tukar balik kepada jisim dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, cari bahan tindak balas pengehad dahulu.

Molariti & pencairan

Molariti: c = n/V (mol/L)
Mol: n = m/M
Pencairan: c₁V₁ = c₂V₂
Pencampuran: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

Kaedah

Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
Tukar isi padu kepada liter.
Molariti c = n/V dalam mol/L.
Untuk pencairan, mol kekal sama: c₁V₁ = c₂V₂.

Hukum gas unggul

Hukum gas unggul: pV = nRT
Pemalar gas: R = 8.314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273.15

Kalorimetri & entalpi

Haba: q = m·c·ΔT
Air: c = 4.18 J/(g·°C)
Kalorimeter: haba hilang = haba diperoleh
Entalpi tindak balas: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

Keseimbangan kimia

Pemalar keseimbangan: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
Jadual ICE: Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Kaedah

Tulis K_c dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam K_c dan selesaikan untuk x.
Semak sama ada x cukup kecil untuk anggaran; jika tidak, selesaikan kuadratik.

pH & penimbal

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asid lemah: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
Penimbal: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
Pencairan: c₁V₁ = c₂V₂

Kaedah

Tentukan sama ada asid atau bes itu kuat (terdisosiasi sepenuhnya) atau lemah.
Asid kuat: [H⁺] sama dengan kepekatannya. Bes kuat: cari [OH⁻] dahulu.
Asid lemah: selesaikan K_a = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetik tindak balas

Peringkat pertama: ln(C_A/C_A0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama): t_½ = ln 2/k
Peringkat kedua: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
Arrhenius: k = A·e^−E_a/(RT)
Dua suhu: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2Soalan latihan

1.StoikiometriSederhana

12 g N₂ dan 64 g H₂ bertindak balas mengikut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapakah jisim m bagi NH₃ yang boleh terbentuk?

M(N₂) = 28.02M(H₂) = 2.016M(NH₃) = 17.03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 8 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 2.25 g C₂H₅OH dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(C₂H₅OH) = 46.07 g/molsebenar: 2.25 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 0.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 0.5 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

200 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.75 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0.75 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 340 g CH₄ pada 15 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 340 gM = 16.04 g/molV = 30 LT = 15 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 150 kPa, 2 L, 20 °C kepada 150 kPa dan 160 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 2 LT₁ = 20 °CP₂ = 150 kPaT₂ = 160 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 250 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 190 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 150 gT_water = 19 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH₃OH) = −238.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 49. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 49

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.8 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LK_c = 0.08

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.5 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.5 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.5 mol/L dan 0.3 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.5[A⁻] = 0.3Ka = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.25 L/(mol·min) dan bermula pada 0.5 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.25 L/(mol·min)C_A0 = 0.5 mol/LX = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.001 s⁻¹ pada 50 °C dan tenaga pengaktifan 50 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0.001 s⁻¹T = 50 °CE_a = 50 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 14.59 g

Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.

Mol setiap bahan tindak balas

n(N₂) = 12/28.02 = 0.4283 mol

n(H₂) = 64/2.016 = 31.75 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.4283/1 = 0.4283, 31.75/3 = 10.58 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.4283·2 = 0.8565 mol

m = 0.8565·17.03 = 14.59 g

Jawapan

m = 14.59 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 54.99 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 8/180.16 = 0.0444 mol

m = 0.0444·2/1·46.07 = 4.091 g

Hasil peratusan

Y = 2.25/4.091·100 = 54.99%

Jawapan

Y = 54.99%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 400 mL

Molariti: kepekatan c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pencairan menambah pelarut tetapi bukan zat terlarut, jadi bilangan mol kekal sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Apabila dua larutan zat terlarut yang sama dicampurkan, mol ditambah dan begitu juga isi padu.

Isi padu larutan stok

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0.2·1000/0.5 = 400 mL

Jawapan

V₁ = 400 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.95 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·200 + 0.75·50 = 237.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 237.5/250 = 0.95 mol/L

Jawapan

c = 0.95 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1693 kPa

Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = m/M = 340/16.04 = 21.2 mol

T = 15 + 273.15 = 288.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 21.2·8.314·288.1/0.03 = 1693 kPa

Jawapan

P = 1693 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 2.955 L

Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 433.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(150/150)·(433.1/293.1) = 2.955 L

Jawapan

V₂ = 2.955 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 44.97 °C

Haba dan entalpi: memanaskan sesuatu bahan memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, haba yang hilang oleh objek panas sama dengan haba yang diperoleh objek sejuk. Perubahan entalpi sesuatu tindak balas diperoleh daripada entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(hasil) − ΣΔH°f(bahan tindak balas), setiap satu didarab dengan pekalinya.

Imbangan haba

250·0.449·(190 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (112.3·190 + 627·19)/(112.3 + 627) = 44.97 °C

Jawapan

T_f = 44.97 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1453 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [2·(−238.7) + 3·0] = −1453 kJ

Jawapan

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 1.244 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b), menggunakan kepekatan pada keseimbangan. Jadual ICE (Awal, Perubahan, Keseimbangan) menghubungkan jumlah permulaan dengan jumlah keseimbangan melalui satu nilai tidak diketahui x, diskalakan oleh pekali.

Ungkapan keseimbangan

49 = (2x)²/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·7/(2 + 7) = 0.6222 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 1.244 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.244 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.2161 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.08·x − 0.064 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.064))/2 = 0.2161 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.2161 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.2161 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.027

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asid dan bes kuat mengion sepenuhnya. Asid lemah hanya sebahagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Penimbal asid lemah dan bes konjugatnya mengikut Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Keseimbangan

HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asid mengion.

Ka = x²/(0.5 − x) → x = 0.009397 mol/L

pH

pH = −log(0.009397) = 2.027

Jawapan

pH = 2.027

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.979

pKa

pKa = 4.201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.3/0.5) = 3.979

Jawapan

pH = 3.979

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 12 min

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Kepekatan pada akhir

C_A = 0.5·(1 − 0.6) = 0.2 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (5 − 2)/0.25 = 12 min

Jawapan

t = 12 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: A = 120892 s⁻¹

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T = 50 + 273.15 = 323.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 50000/(8.314·323.1) = 18.61

A = k·e^18.61 = 0.001·1.209 × 10⁸ = 120892 s⁻¹

Jawapan

A = 120892 s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry